El 6800 (" sesenta y ochocientos ") es un microprocesador de 8 bits diseñado y fabricado por primera vez por Motorola en 1974. El microprocesador MC6800 era parte del sistema de microcomputadora M6800 (más tarde denominado 68xx [1] ) que también incluía interfaz serie y paralelo. IC , RAM , ROM y otros chips de soporte. Una característica de diseño importante fue que la familia de circuitos integrados M6800 requería solo una fuente de alimentación de cinco voltios en un momento en que la mayoría de los demás microprocesadores requerían tres voltajes. El sistema de microcomputadora M6800 se anunció en marzo de 1974 y estaba en plena producción a finales de ese año. [2] [3]
El 6800 tiene un bus de direcciones de 16 bits al que se puede acceder directamente64 KB de memoria y bus de datos bidireccional de 8 bits. Tiene 72 instrucciones con siete modos de direccionamiento para un total de 197 códigos de operación . El MC6800 original podría tener una frecuencia de reloj de hasta1MHz . Las versiones posteriores tenían una frecuencia de reloj máxima de2MHz . [4] [5]
Además de los circuitos integrados, Motorola también proporcionó un sistema completo de desarrollo en lenguaje ensamblador . El cliente podría utilizar el software en una computadora de tiempo compartido remota o en un sistema de minicomputadora interno . El Motorola EXORciser era una computadora de escritorio construida con circuitos integrados M6800 que podía usarse para crear prototipos y depurar nuevos diseños. Un amplio paquete de documentación incluía hojas de datos sobre todos los circuitos integrados, dos manuales de programación en lenguaje ensamblador y un manual de aplicación de 700 páginas que mostraba cómo diseñar un terminal de punto de venta (una caja registradora computarizada ) alrededor del 6800. [6]
El 6800 era popular en periféricos de computadora , aplicaciones de equipos de prueba y terminales de punto de venta. También encontró uso en juegos de arcade [7] y máquinas de pinball. [8] El MC6802, presentado en 1977, incluía 128 bytes de RAM y un oscilador de reloj interno en el chip. El MC6801 y el MC6805 incluían RAM, ROM y E/S en un solo chip y eran populares en aplicaciones automotrices. Algunos modelos MC6805 integraron una interfaz periférica serie (SPI). [9] El Motorola 6809 era un diseño compatible actualizado.
Galvin Manufacturing Corporation se fundó en 1928; el nombre de la empresa se cambió a Motorola en 1947. Comenzaron la producción comercial de transistores en una nueva instalación de 1,5 millones de dólares en Phoenix, Arizona , en 1955. [10]
A mediados de la década de 1960, Motorola había ampliado su división de semiconductores bajo la dirección de Lester Hogan. Los transistores y circuitos integrados de Motorola se utilizaban internamente para sus productos de comunicaciones, militares, automotrices y de consumo y también se vendían a otras empresas. En 1968, Robert Noyce dejó Fairchild Semiconductor para fundar Intel , y Fairchild respondió contratando a Hogan como nuevo director ejecutivo . Otros ocho empleados de Motorola se mudaron con él y se les conoció como los " héroes de Hogan ". Sin embargo, el caos resultante duró poco y la empresa siguió creciendo durante este período. [11]
En 1973, la División de Productos Semiconductores (SPD) tenía ventas por 419 millones de dólares y era la segunda empresa de semiconductores más grande después de Texas Instruments . [12]
A principios de la década de 1970, estaba claro que la mayoría de las grandes empresas del sector de los semiconductores, incluidas Fairchild y la todavía nueva Intel, estaban planeando introducir microprocesadores . Intel comenzó a comparar el concepto inicial de lo que se convertiría en el Intel 4004 , y en sus viajes de ventas visitaron Victor Comptometer en Chicago en busca de clientes potenciales. Víctor había introducido la primera calculadora electrónica del mundo , utilizando los primeros circuitos integrados . Allí, Tom Bennett vio el diseño. [11]
En 1971, Motorola decidió entrar en el negocio de las calculadoras. Buscando a alguien que liderara el esfuerzo, contrataron a Bennett lejos de Víctor. Poco después de unirse, Olivetti visitó Motorola con un esbozo de un diseño para un microprocesador que planeaban utilizar en una serie de calculadoras programables. Motorola acordó completar el diseño y producirlo en sus líneas PMOS en Phoenix. [11]
Si bien el diseño finalmente se completó con éxito, su fábrica resultó incapaz de producir los chips. Para salvar el contrato, Motorola otorgó la licencia del diseño a su competidor, Mostek , con el requisito de que Mostek sólo pudiera vender fuera del mercado de calculadoras. Luego, Mostek lanzó el diseño al mercado como Mostek 5065 . [11]
La debacle del 5065 ilustró un problema con la línea de fabricación de Motorola que se había hecho evidente con una serie de fallas similares; la línea también demostró ser incapaz de fabricar dispositivos de memoria y otros diseños competitivos. Los clientes continuaron acercándose a la empresa con nuevas ideas y se hizo cada vez más obvio que estos conceptos podían implementarse utilizando un único diseño de microprocesador flexible. A finales de 1971 se inició un nuevo esfuerzo, pero a principios de 1972, el departamento de marketing entregó un informe que indicaba que sólo podían vender 18.000 en un período de cinco años. Sin estar convencido, Bennett contrató a Link Young para intentarlo de nuevo. Young regresó con un pedido potencial de 200.000 de National Data Corporation , más que suficiente para comenzar el trabajo de diseño. [13]
El equipo estaba compuesto por el diseñador Tom Bennett, el director de ingeniería Jeff LaVell, el comercializador de productos Link Young y los diseñadores de sistemas Mike Wiles, Gene Schriber y Doug Powell. [14] Todos estaban ubicados en Mesa, Arizona , en el área metropolitana de Phoenix . Cuando terminó el proyecto, Bennett tenía 17 diseñadores de chips y personal de diseño trabajando en cinco chips. LaVell tenía entre 15 y 20 ingenieros de sistemas y había otro grupo de ingeniería de aplicaciones de tamaño similar. [13]
Tom Bennett tenía experiencia en controles industriales y había trabajado para Victor Comptometer en la década de 1960 diseñando la primera calculadora electrónica que utilizaba circuitos integrados MOS, la Victor 3900 . [15] En mayo de 1969, Ted Hoff le mostró a Bennett los primeros diagramas del Intel 4004 para ver si satisfacía sus necesidades de calculadora. Bennett se unió a Motorola en 1971 para diseñar circuitos integrados de calculadoras. Pronto fue asignado como arquitecto jefe del proyecto del microprocesador que produjo el 6800. [16] Otros se han atribuido el mérito del diseño del 6800. En septiembre de 1975, Robert H. Cushman , editor de microprocesadores de la revista EDN , entrevistó a Chuck Peddle sobre el nuevo 6502 de MOS Technology. microprocesador. Cushman luego pidió a "Tom Bennett, maestro arquitecto del 6800", que comentara sobre este nuevo competidor. [17] Después del proyecto 6800, Bennett trabajó en aplicaciones automotrices y Motorola se convirtió en un importante proveedor de microprocesadores utilizados en automóviles.
Jeff LaVell se unió a Motorola en 1966 y trabajó en la organización de marketing de la industria informática. LaVell había trabajado anteriormente para Collins Radio en su computadora C8500 que fue construida con circuitos integrados ECL de pequeña escala . En 1971, dirigió un grupo que examinó las necesidades de sus clientes existentes, como Hewlett-Packard , National Cash Register , Control Data Corporation (CDC) y Digital Equipment Corporation (DEC). Estudiarían los productos del cliente e intentarían identificar funciones que podrían implementarse en circuitos integrados más grandes a un costo menor. El resultado de la encuesta fue una familia de 15 bloques de construcción; cada uno podría implementarse en un circuito integrado. [13] Algunos de estos bloques se implementaron en la versión inicial del M6800 y se agregaron más durante los siguientes años. Para evaluar la arquitectura 6800 mientras se diseñaba el chip, el equipo de LaVell construyó un circuito equivalente utilizando 451 circuitos integrados TTL de pequeña escala en cinco placas de circuito de 10 por 10 pulgadas (25 por 25 cm). Más tarde, redujeron esto a 114 circuitos integrados en una placa mediante el uso de ROM y dispositivos lógicos MSI (integración de escala media). [18]
John Buchanan era diseñador de memorias en Motorola cuando Bennett le pidió que diseñara un duplicador de voltaje para el 6800. Los circuitos integrados MOS de canal n típicos requerían tres fuentes de alimentación: −5 voltios, +5 voltios y +12 voltios. La familia M6800 debía usar solo uno, +5 voltios. Fue fácil eliminar el suministro de -5 voltios usando un inversor de voltaje interno , pero la lógica del modo de mejora también necesitaba un suministro de 10 a 12 voltios. Para solucionar este problema, el diseño añadió un duplicador de voltaje en el chip. Buchanan realizó el diseño, análisis y disposición del circuito del microprocesador 6800. Recibió patentes sobre el duplicador de voltaje y el diseño del chip 6800. [19] [20] Rod Orgill ayudó a Buchanan con análisis y diseño de chips 6800. Más tarde, Orgill diseñaría el microprocesador MOS Technology 6501 que era compatible con el zócalo 6800.
Bill Lattin se unió a Motorola en 1969 y su grupo proporcionó las herramientas de simulación por computadora para caracterizar los nuevos circuitos MOS en el 6800. Lattin y Frank Jenkins habían asistido a UC Berkeley y habían estudiado simuladores de circuitos por computadora con Donald Pederson , el diseñador del simulador de circuitos SPICE . [21] El simulador de Motorola, MTIME, era una versión avanzada del simulador de circuito TIME que Jenkins había desarrollado en Berkeley. El grupo publicó un artículo técnico, "Modelado de dispositivos MOS para implementación informática" en 1973, que describe una "tecnología de canal n de suministro único de 5 V" que funciona a 1 MHz. Podrían simular un circuito de 50 MOSFET en una computadora central IBM 370/165. [22] En noviembre de 1975, Lattin se unió a Intel para trabajar en su microprocesador de próxima generación. [23]
Bill Mensch se unió a Motorola en 1971 después de graduarse de la Universidad de Arizona. Había trabajado varios años como técnico en electrónica antes de obtener su título BSEE. El primer año en Motorola fue una serie de rotaciones de tres meses en cuatro áreas diferentes. Mensch hizo un diagrama de flujo para un módem que se convertiría en el 6860. También trabajó en el grupo de aplicaciones que estaba definiendo el sistema M6800. Después de este año de formación, fue asignado al equipo de desarrollo del Adaptador de interfaz periférica (PIA) 6820. Mensch fue uno de los principales contribuyentes al diseño de este chip y recibió una patente sobre el diseño del CI [24] y fue nombrado co-inventor de otras siete patentes del sistema M6800. [25] Más tarde, Mensch diseñaría el microprocesador MOS Technology 6502 .
Mike Wiles era ingeniero de diseño en el grupo de Jeff LaVell y realizó numerosas visitas a clientes con Tom Bennett durante la fase de definición del producto 6800. Figura como inventor en dieciocho patentes 6800, pero es más conocido por un programa informático, MIKBUG . [26] Este era un monitor para un sistema informático 6800 que permitía al usuario examinar el contenido de la RAM y guardar o cargar programas en cinta. Este programa de 512 bytes ocupaba la mitad de una ROM MCM6830. [27] Esta ROM se utilizó en el kit de evaluación de diseño Motorola MEK6800 y en los primeros kits de computadoras para aficionados. [28] Wiles se quedó en Motorola, se mudó a Austin y ayudó a diseñar el microcontrolador MC6801 que se lanzó en 1978. [29]
Chuck Peddle se unió al equipo de diseño en 1973 después de que se terminara el diseño del procesador 6800, pero contribuyó al diseño general del sistema y a varios chips periféricos, en particular la interfaz paralela 6820 (PIA). [30] Peddle figura como inventor en dieciséis patentes de Motorola, la mayoría tiene seis o más co-inventores. [31] Al igual que los demás ingenieros del equipo, Peddle visitó a clientes potenciales y solicitó sus comentarios. Peddle y John Buchanan construyeron una de las primeras placas de demostración 6800. [32] En agosto de 1974, Chuck Peddle dejó Motorola y se unió a una pequeña empresa de semiconductores en Pensilvania, MOS Technology . Allí dirigió el equipo que diseñó la familia de microprocesadores 6500.
El Motorola 6800 y el Intel 8080 se diseñaron al mismo tiempo y tenían una función similar. El 8080 fue una extensión y mejora del Intel 8008, que a su vez fue una implementación LSI del diseño de CPU basado en TTL utilizado en el Datapoint 2200 . La arquitectura 6800 era un diseño LSI compatible con TTL modelado a partir del procesador DEC PDP-11 . [33]
El 6800 tenía un bus de datos bidireccional de 8 bits, un bus de direcciones de 16 bits que podía direccionar 64 KB de memoria y venía en un paquete DIP de 40 pines . El 6800 tenía dos acumuladores de 8 bits, un registro de índice de 16 bits y un puntero de pila de 16 bits. El modo de direccionamiento directo, a menudo conocido como página cero en otros procesadores, permitía un acceso rápido a los primeros 256 bytes de memoria. Los dispositivos de E/S estaban direccionados como memoria, por lo que no había instrucciones de E/S especiales. Cuando se restableció el 6800, cargó el contador del programa desde la dirección más alta y comenzó la ejecución en la ubicación de memoria almacenada allí. [34]
El 6800 tenía un control de tres estados que deshabilitaría el bus de direcciones para permitir el acceso directo a la memoria de otro dispositivo . Por ejemplo, un controlador de disquete podría cargar datos en la memoria sin requerir ningún soporte de la CPU. Incluso era posible que dos procesadores 6800 accedieran a la misma memoria. [35] Sin embargo, en la práctica, los sistemas de tal complejidad generalmente requerían el uso de transceptores de bus externos para controlar el bus del sistema; en tales circuitos, el control del bus en el procesador se deshabilitó por completo a favor del uso de capacidades similares del transceptor del bus. [36] Por el contrario, el 6802 prescindió por completo de este control en chip para liberar pines para otras funciones en el mismo paquete de 40 pines que el 6800, pero esta funcionalidad aún se podría lograr usando un transceptor de bus externo.
Los circuitos integrados MOS normalmente utilizaban señales de reloj dual (un reloj de dos fases ) en la década de 1970. Estos se generaron externamente para el 6800, [37] El 6800 tenía una velocidad de reloj mínima de 100 kHz e inicialmente funcionaba a una velocidad máxima de 1 MHz. Las versiones de mayor velocidad del 6800 se lanzaron en 1976. [38]
Otras divisiones de Motorola desarrollaron componentes para la familia M6800. El Departamento de Productos de Componentes diseñó el IC de reloj bifásico MC6870 y el grupo de Productos de Memoria proporcionó una línea completa de ROM y RAM. El generador de velocidad de bits MC14411 del grupo CMOS proporcionó un reloj de 75 a 9600 baudios para la interfaz serie MC6850. Los buffers para los buses de direcciones y datos eran productos estándar de Motorola. Motorola podría suministrar todos los circuitos integrados, transistores y diodos necesarios para construir una computadora basada en MC6800.
Los chips semiconductores de óxido metálico (MOS) de primera generación utilizaban transistores de efecto de campo de canal p, conocidos como MOSFET de canal p (el canal p describe la configuración del transistor). Estos circuitos integrados se utilizaron en calculadoras y en el primer microprocesador, el Intel 4004. Eran fáciles de producir, pero lentos y difíciles de conectar con los populares circuitos integrados de lógica digital TTL . Un circuito integrado MOS de canal n podía funcionar dos o tres veces más rápido y era compatible con TTL. Eran mucho más difíciles de producir debido a una mayor sensibilidad a la contaminación que requería una línea de producción ultra limpia y un control meticuloso del proceso. [39] Motorola no tenía capacidad de producción de MOS de canal n y tuvo que desarrollar una para la familia 6800.
Los circuitos integrados de prueba MOS de canal n de Motorola se completaron a finales de 1971 e indicaron que la velocidad del reloj estaría limitada a 1 MHz. Estos utilizaban transistores MOS en " modo de mejora ". Había una tecnología de fabricación más nueva que utilizaba transistores MOS de "modo de agotamiento " como cargas, lo que permitiría circuitos más pequeños y más rápidos (esto también se conocía como nMOS de carga de agotamiento ). El procesamiento en "modo de agotamiento" requería pasos adicionales, por lo que Motorola decidió permanecer en el "modo de mejora" para el nuevo diseño de voltaje de suministro único. La velocidad de reloj de 1 MHz significó que los diseñadores de chips tendrían que idear varias innovaciones arquitectónicas para acelerar el rendimiento del microprocesador. [16] Estos circuitos resultantes eran más rápidos pero requerían más área en el chip. [40]
En la década de 1970, los semiconductores se fabricaban en obleas de silicio de 75 mm (3 pulgadas) de diámetro . Cada oblea podría producir de 100 a 200 chips o matrices de circuitos integrados. La literatura técnica indicaría la longitud y el ancho de cada chip en "mils" (0,001 pulgadas). La práctica actual de la industria es indicar el área del chip. El procesamiento de las obleas requería varios pasos y aparecían defectos en varios lugares de la oblea durante cada paso. Cuanto más grande sea el chip, más probabilidades habrá de que encuentre un defecto. El porcentaje de virutas de trabajo, o rendimiento, disminuyó drásticamente para las virutas de más de 160 mils (4 mm) de lado.
El tamaño objetivo para el 6800 era 180 mils (4,6 mm) en cada lado, pero el tamaño final fue 212 mils (5,4 mm) con un área de 29,0 mm 2 . A 180 mils, una oblea de 3 pulgadas (76 mm) contendrá alrededor de 190 chips, 212 mils lo reduce a 140 chips. En este tamaño el rendimiento puede ser del 20% o 28 chips por oblea. [41] [42] El informe anual de Motorola de 1975 destaca el nuevo microprocesador MC6800 pero tiene varios párrafos sobre los "problemas de rendimiento de MOS". [12] El problema del rendimiento se resolvió con una revisión del diseño iniciada en 1975 para utilizar el modo de agotamiento en los dispositivos de la familia M6800. El tamaño del troquel 6800 se redujo a 160 mils (4 mm) por lado con un área de 16,5 mm 2 . Esto también permitió velocidades de reloj más rápidas, el MC68A00 funcionaría a 1,5 MHz y el MC68B00 a 2,0 MHz. Las piezas nuevas estuvieron disponibles en julio de 1976. [29] [43]
La edición del 7 de marzo de 1974 de Electronics tenía una historia de dos páginas sobre el microprocesador Motorola MC6800 junto con el adaptador de interfaz periférica MC6820, el adaptador de interfaz de comunicaciones asíncronas MC6850, la RAM de 128 bytes MCM6810 y la ROM de 1024 bytes MCM6830. [44] A esto le siguió un artículo de ocho páginas en la edición del 18 de abril de 1974, escrito por el equipo de diseño de Motorola. [45] Esta edición también tenía un artículo que presentaba el Intel 8080. [46]
Tanto el procesador Intel 8080 como el Motorola MC6800 comenzaron a diseñarse alrededor de diciembre de 1972. Los primeros chips 8080 en funcionamiento se produjeron en enero de 1974 [47] y el primer anuncio público fue en febrero de 1974. [48] El 8080 utilizó el mismo MOS de canal N de tres voltajes proceso que los chips de memoria existentes de Intel, lo que permitirá que la producción total comience en abril.
Los primeros chips MC6800 en funcionamiento se produjeron en febrero de 1974 y se entregaron muestras de ingeniería a clientes seleccionados. Hewlett-Packard en Loveland, Colorado, quería el MC6800 para una nueva calculadora de escritorio y en junio tenía un sistema prototipo funcionando. [49] [50] El MC6800 utilizó un nuevo proceso MOS de canal N de voltaje único que resultó ser muy difícil de implementar. El sistema de microcomputadora M6800 finalmente estuvo en producción en noviembre de 1974. Motorola igualó el precio de Intel por un solo microprocesador: 360 dólares. [51] [52] (El IBM System/360 era una computadora muy conocida en ese momento). En abril de 1975, el kit de diseño de microcomputadora MEK6800D1 se ofreció por 300 dólares. El kit incluía los seis chips de la familia M6800 además de manuales de programación y aplicación. [53] El precio de un solo microprocesador MC6800 era de 175 dólares.
Link Young fue el comercializador de productos que desarrolló el enfoque total del sistema para la versión de la familia M6800. Además de lanzar un conjunto completo de chips compatibles con el microprocesador 6800, Motorola ofreció un sistema de desarrollo de software y hardware. Las herramientas de desarrollo de software estaban disponibles en computadoras remotas de tiempo compartido o el código fuente estaba disponible para que el cliente pudiera usar un sistema informático interno. El software que se ejecutaba en un sistema con microprocesador normalmente estaba escrito en lenguaje ensamblador. El sistema de desarrollo estuvo compuesto por un editor de texto, ensamblador y un simulador. [54] Esto permitió al desarrollador probar el software antes de que se completara el sistema de destino. El desarrollo del hardware fue una computadora de escritorio construida con una CPU de la familia M6800 y periféricos conocidos como EXORcisor. [45] Motorola ofreció un curso de diseño de microprocesadores de tres a cinco días de duración para el hardware y software del 6800. [55] Este enfoque orientado a sistemas se convirtió en la forma estándar en que se introdujeron los nuevos microprocesadores. [56]
El esfuerzo de diseño principal de la familia M6800 se completó a mediados de 1974 y muchos ingenieros abandonaron el grupo o la empresa. Varios factores llevaron a la disolución del grupo de diseño.
Motorola había abierto una nueva instalación de semiconductores MOS en Austin, Texas. Todo el equipo de ingeniería estaba programado para mudarse allí en 1975. [57] A muchos de los empleados les gustaba vivir en el suburbio de Mesa en Phoenix y eran muy cautelosos a la hora de mudarse a Austin. Los jefes de equipo no tuvieron éxito en sus súplicas a la alta dirección para que se aplazara la medida. [58]
A mediados de 1974, una recesión golpeó a la industria de los semiconductores y provocó miles de despidos. Un número de noviembre de 1974 de la revista Electronics informa que Motorola había despedido a 4.500 empleados, Texas Instruments a 7.000 y Signetics a 4.000. [59] La división de productos semiconductores de Motorola perdería treinta millones de dólares en los próximos 12 meses y había rumores de que el grupo IC sería vendido. Motorola no vendió la división pero sí cambió la dirección y la organización. [60] A finales de 1974 Intel despidió a casi un tercio de sus 3.500 empleados. [61] El negocio de MOS IC se recuperó, pero la seguridad laboral no se daba por sentada en 1974 y 1975. [ cita necesaria ]
Chuck Peddle (y otros ingenieros de Motorola) habían estado visitando a clientes para explicarles los beneficios de los microprocesadores. Tanto Intel como Motorola habían fijado inicialmente el precio de un único microprocesador en$360 . Muchos clientes dudaban en adoptar esta nueva tecnología de microprocesador con un precio tan elevado. (El precio real de las cantidades de producción era mucho más bajo). A mediados de 1974, Peddle propuso un microprocesador simplificado que podía venderse a un precio mucho más bajo. La estrategia de "familia total de productos" de Motorola no se centró en el precio de la MPU sino en reducir el costo total de diseño del cliente. [62] [63] Su objetivo inmediato era poner en producción su sistema completo y trabajarían en mejoras en 1975.
Peddle continuó trabajando para Motorola mientras buscaba inversores para su nuevo concepto de microprocesador. [64] En agosto de 1974, Chuck Peddle dejó Motorola y se unió a una pequeña empresa de semiconductores en Pensilvania, MOS Technology. Le siguieron otros siete ingenieros de Motorola: Harry Bawcom, Ray Hirt, Terry Holdt, Mike James, Will Mathis, Bill Mensch y Rod Orgill. [30] El grupo de Peddle en MOS Technology desarrolló dos nuevos microprocesadores que eran compatibles con los chips periféricos de Motorola como el 6820 PIA. Rod Orgill diseñó el procesador MCS6501 que se conectaría a un zócalo MC6800 y Bill Mensch hizo el MCS6502 que tenía el circuito de generación de reloj en un chip. Estos microprocesadores no ejecutarían programas 6800 porque tenían una arquitectura y un conjunto de instrucciones diferentes. El objetivo principal era un microprocesador que se vendiera por menos de$25 . [ cita necesaria ] Esto se haría eliminando características no esenciales para reducir el tamaño del chip. Se utilizó un puntero de pila de 8 bits en lugar de uno de 16 bits. Se omitió el segundo acumulador. Los buffers de direcciones no tenían un modo de tres estados para transferencias de datos de acceso directo a memoria (DMA). [65] El objetivo era reducir el tamaño del chip a 153 mils x 168 mils (3,9 mm × 4,3 milímetros ). [17]
Chuck Peddle fue un portavoz muy eficaz y los microprocesadores de MOS Technology recibieron una amplia cobertura en la prensa especializada. Uno de los primeros fue un artículo de página completa sobre los microprocesadores MCS6501 y MCS6502 en la edición del 24 de julio de 1975 de la revista Electronics . [66] Las historias también se publicaron en EE Times (24 de agosto de 1975), [67] EDN (20 de septiembre de 1975), Electronic News (3 de noviembre de 1975) y Byte (noviembre de 1975). Los anuncios del 6501 aparecieron en varias publicaciones la primera semana de agosto de 1975. El 6501 estaría a la venta en la feria comercial WESCON en San Francisco, del 16 al 19 de septiembre de 1975, por$20 cada uno. [68] En septiembre de 1975, los anuncios incluían los microprocesadores 6501 y 6502. El 6502 solo costaría$25 . [69]
Motorola respondió a la pregunta de MOS Technologymicroprocesador de $20 al reducir inmediatamente el precio unitario del microprocesador 6800 de$175 a69 dólares [70] y luego demandó a MOS Technology en noviembre de 1975. [71] Motorola afirmó que los ocho antiguos ingenieros de Motorola utilizaron información técnica desarrollada en Motorola en el diseño de los microprocesadores 6501 y 6502. El otro negocio de MOS Technology, los chips de calculadora, estaba cayendo debido a una guerra de precios con Texas Instruments, por lo que su patrocinador financiero, Allen-Bradley , decidió limitar las posibles pérdidas y vendió los activos de MOS Technology a los fundadores. [30] La demanda se resolvió en abril de 1976 cuando MOS Technology abandonó el chip 6501 que se conectaría a un zócalo Motorola 6800 y obtuvo la licencia de los chips periféricos de Motorola. [72] [73] Motorola redujo el precio unitario del 6800 a$35 . [39] [74]
La demanda entre MOS Technology y Motorola ha desarrollado una narrativa de David y Goliat a lo largo de los años. Un punto fue que Motorola no tenía patentes sobre la tecnología. Esto era técnicamente cierto cuando se presentó la demanda a finales de 1975 [ cita necesaria ] El 30 de octubre de 1974, antes de que se lanzara el 6800, Motorola presentó numerosas solicitudes de patentes sobre la familia de microprocesadores y posteriormente se concedieron más de veinte patentes. El primero fue para Tom Bennett el 8 de junio de 1976, para el bus de direcciones interno 6800. [16] El segundo fue para Bill Mensch el 6 de julio de 1976, para el diseño del chip 6820. [24] Muchas de estas patentes nombraron a varios de los ingenieros salientes como co-inventores. Estas patentes cubrieron el bus 6800 y cómo los chips periféricos interactúan con el microprocesador. [75]
Gary Daniels estaba diseñando circuitos integrados para relojes de pulsera electrónicos cuando Motorola cerró su unidad de electrónica de relojes. Tom Bennett le ofreció un trabajo en el grupo de microprocesadores en noviembre de 1974. Bennett no quería abandonar el área de Phoenix, por lo que Gary Daniels dirigió el desarrollo del microprocesador en Austin. (Daniels fue gerente de diseño de microprocesadores durante los siguientes diez años antes de ser ascendido a vicepresidente).
La primera tarea fue rediseñar la 6800 MPU para mejorar el rendimiento de fabricación y operar a un ritmo más rápido. Este diseño utilizaba tecnología de modo de agotamiento y se conocía internamente como MC6800D. El número de transistores pasó de 4.000 a 5.000, pero el área del troquel se redujo de 29,0 mm 2 a 16,5 mm 2 (lo que permitió que el precio de la CPU se redujera a 35 dólares). La frecuencia de reloj máxima para partes seleccionadas se duplicó a 2 MHz. Los otros chips de la familia M6800 también fueron rediseñados para utilizar tecnología de modo de agotamiento. El adaptador de interfaz periférica tuvo un ligero cambio en las características eléctricas de los pines de E/S, por lo que el MC6820 se convirtió en el MC6821. [76] Estos nuevos CI se completaron en julio de 1976.
En 1977 se lanzó un nuevo chip generador de reloj de bajo costo, el MC6875. Reemplazó al circuito integrado híbrido MC6870 de 35 dólares. El MC6875 venía en un paquete dip de 16 pines y podía usar cristal de cuarzo o una red de capacitores de resistencia. [77]
Otro proyecto fue incorporar 128 bytes de RAM y el generador de reloj en un único chip de 11.000 transistores. El microprocesador MC6802 se lanzó al mercado en marzo de 1977. El chip complementario MC6846 tenía una ROM de 2048 bytes, un puerto bidireccional de 8 bits y un temporizador programable. Esta era una microcomputadora de dos chips. El 6802 tiene un oscilador en chip que utiliza un cristal de cuarzo externo de 4 MHz para producir el reloj bifásico de 1 MHz. La RAM interna de 128 bytes se podía desactivar conectando a tierra un pin y los dispositivos con RAM defectuosa se vendían como MC6808. [78] El 6808 rara vez se usaba como microprocesador principal en computadoras de uso general, siendo más popular en sistemas integrados (la microcomputadora ACFA-8 de 1979 resultó ser una excepción). [79]
En 1978 se introdujo una serie de chips periféricos. El contador programable MC6840 tenía tres contadores binarios de 16 bits que podían usarse para medir frecuencia, contar eventos o medir intervalos. El controlador de acceso directo a memoria MC6844 podía transferir datos desde un controlador de E/S a la RAM sin cargar el microprocesador MC6800. El controlador CRT MC6845 (CRTC) proporcionó la lógica de control para una terminal de computadora basada en caracteres. El 6845 tenía soporte para un lápiz óptico , una alternativa al mouse de computadora.
El MC6845 era un chip muy popular: incluso se usó en el adaptador de pantalla monocromática de IBM original y en el adaptador de gráficos en color de IBM original para la PC de IBM y sus sucesores, donde el 6845 se usó con una CPU Intel 8088. [80] Durante la época de los embargos tecnológicos de la guerra fría, se produjo en Bulgaria un clon de 6845 llamado CM607. La posterior tarjeta IBM Enhanced Graphics Adapter (EGA) contenía un chip IBM personalizado (el EGA CRTC) que reemplazó al Motorola 6845, agregando muchas mejoras, en una forma mayoritariamente compatible. El IBM Video Graphics Array (VGA), que se volvió omnipresente (hasta el punto de que todavía se emula como la funcionalidad básica de la mayoría de los chips adaptadores de video para PC modernos) incorpora un casi superconjunto compatible del EGA CRTC, que aún es mayoritariamente compatible con el MC6845 (pero en este punto sin el soporte para lápiz óptico, que retuvo el EGA CRTC).
El MC6801 era un microordenador de un solo chip (que hoy también se llamaría microcontrolador) que incorporaba una CPU 6802 con 128 bytes de RAM, una ROM de 2 KB, un temporizador de 16 bits, 31 líneas de E/S paralelas programables y un puerto serie. puerto. (El MC6803 era el mismo excepto sin la ROM y con menos configuraciones de bus diferentes). También podía usar las líneas de E/S como buses de datos y direcciones para conectarse a periféricos estándar M6800. El 6801 ejecutaría el código 6800, pero tenía diez instrucciones adicionales y se redujo el tiempo de ejecución de las instrucciones clave. Los dos acumuladores de 8 bits podrían actuar como un único acumulador de 16 bits para sumas, restas y multiplicaciones de doble precisión. [81] [82] Inicialmente fue diseñado para uso automotriz, con General Motors como cliente principal. La primera aplicación fue una computadora de viaje para el Cadillac Sevilla de 1978. [83] Este chip de 35.000 transistores era demasiado caro para su adopción a gran escala en automóviles, por lo que se diseñó una microcomputadora de un solo chip MC6805 de función reducida.
El MC6801 fue uno de los primeros microprocesadores con instrucción multiplicada. [82] : 4–45
El Hitachi HD6303 (que no debe confundirse con el Hitachi 6309 ) es una reimplementación de segunda fuente del Motorola MC6803, con algunas instrucciones adicionales y una implementación ligeramente más rápida de la instrucción de multiplicación 8x8. El Hitachi HD6303 se utiliza en la primera PDA, la Psion Organizer de 1984 . [84] [85] El Hitachi HD6303 también se utilizó en el "Pocket Telex" de 1983. [86]
El Motorola MC6803 también se utilizó en el TRS-80 MC-10 y en el estrechamente relacionado Matra Alice .
El MC 6809 fue el microprocesador de 8 bits más avanzado producido por Motorola. Tenía un nuevo conjunto de instrucciones similar al 6800 pero abandonó la compatibilidad con el código de operación para mejorar el rendimiento y el soporte de lenguajes de alto nivel; El 6809 y el 6800 eran compatibles con el software en el sentido de que los ensambladores podían (y generalmente lo hacían) generar código equivalente a los códigos de operación del 6800 que el 6809 no emulaba directamente. En ese sentido, el 6809 era compatible con el 6800. El 6809 tenía dos registros de índice de 16 bits, dos punteros de pila de 16 bits y muchas instrucciones para realizar operaciones de 16 bits, incluida la primera instrucción de multiplicación de 8 bits (generando un producto de 16 bits) en un microprocesador. Otros puntos clave del diseño 6809 fueron el soporte total tanto para código independiente de la posición (código objeto que puede ejecutarse dondequiera que esté cargado en la memoria) como para código reentrante (código objeto que puede volver a invocarse cuando se interrumpe o llamándose a sí mismo de forma recursiva [87 ] ), características que antes solo se veían en máquinas mucho más grandes, como las mainframes IBM 360. [88]
El MITS Altair 8800, el primer ordenador personal exitoso, utilizaba el microprocesador Intel 8080 y apareció en la portada de enero de 1975 de Popular Electronics . [89] Las primeras computadoras personales que utilizaban el Motorola 6800 se introdujeron a finales de 1975. Sphere Corporation de Bountiful, Utah, publicó un anuncio de un cuarto de página en la edición de julio de 1975 de Radio-Electronics para un kit de computadora de 650 dólares con un microprocesador 6800, 4 kilobytes de RAM, una placa de video y un teclado. Esto mostraría 16 líneas de 32 caracteres en un televisor o monitor. [90] Los kits de computadora Sphere comenzaron a enviarse en noviembre de 1975. [91] Southwest Technical Products Corporation de San Antonio, Texas, anunció oficialmente su sistema informático SWTPC 6800 en noviembre de 1975. Wayne Green visitó SWTPC en agosto de 1975 y describió el kit de computadora SWTPC completo con fotografías de un sistema en funcionamiento en la edición de octubre de 1975 de 73 . El SWTPC 6800 se basó en el conjunto de chips del kit de evaluación de diseño Motorola MEK6800 y utilizó el software ROM MIKBUG. [28] El MITS Altair 680 apareció en la portada de la edición de noviembre de 1975 de Popular Electronics . El Altair 680 usaba un microprocesador 6800 y, a diferencia de la máquina SWTPC, también tenía un panel frontal con interruptores y LED. El diseño inicial tuvo que ser revisado y las primeras entregas del Altair 680B se realizaron en abril de 1976. [92]
Sphere era una pequeña empresa emergente y tenía dificultades para entregar todos los productos que anunciaban. Se acogieron al Capítulo 11 de bancarrotas en abril de 1977. [93] El Altair 680B era popular, pero MITS concentró la mayor parte de sus recursos en su sistema informático Altair 8800 y abandonaron el mercado de hobby en 1978. La computadora de Southwest Technical Products fue la más exitosa. Computadora personal basada en 6800. [94] [95] Otras empresas, por ejemplo, Smoke Signal Broadcasting (California), Gimix (Chicago), Midwest Scientific (Olathe, Kansas) y Helix Systems (Hazelwood, Missouri), comenzaron a producir placas compatibles con el bus SWTPC 6800 y completaron sistemas. Technical Systems Consultants de West Lafayette, Indiana, suministró software basado en cinta para las computadoras basadas en 6800 (y posteriormente 6809) y, una vez que los sistemas de disco estuvieron disponibles, también sistemas operativos y software de disco. Los sistemas 8080 eran mucho más populares que los 6800. [96]
El sistema de computación gráfica Tektronix 4051 se introdujo en octubre de 1975. Se trataba de una computadora de escritorio profesional que tenía un microprocesador 6800 con hasta 32 KB de RAM de usuario, almacenamiento en cinta magnética de 300 KB, BASIC en ROM y una pantalla de gráficos de 1024 por 780. El Tektronix 4051 se vendió por7.000 dólares (equivalente a 38.100 dólares en 2022) [97] , bastante más que los ordenadores personales que utilizan el 6800. [98]
El procesador 6800 también se utilizó en la consola de juegos APF MP1000 . La serie Matsushita JR utilizó un microprocesador NMOS Panasonic MN1800A, [99] compatible con el MC6802.
HP introdujo la calculadora de escritorio 9815A basada en la 6800 en 1975. Todas las demás máquinas de HP en ese momento usaban sus propios diseños de procesador. Estaba equipado con 16k de ROM y 2k de RAM con expansión IO opcional y expansión de RAM a 4k. Un 9815S posterior incluía ambas opciones de serie. [100] [101]
La arquitectura y el conjunto de instrucciones del 6800 fueron fáciles de entender para los principiantes y Heathkit desarrolló un curso de microprocesador y el entrenador ET3400 6800. El curso y el formador resultaron populares entre individuos y escuelas. [102]
La arquitectura de microprocesador de 8 bits de próxima generación de Motorola, el MC6809 (1979), no era compatible con el código binario con el 6800, pero casi todo el código ensamblador se ensamblaría y ejecutaría en el 6809; Los chips periféricos de la familia 6800 funcionaban de forma natural.
El siguiente código fuente en lenguaje ensambladormemcpy 6800 es para una subrutina denominada que copia un bloque de bytes de datos de un tamaño determinado de una ubicación a otra. El bloque de datos se copia un byte a la vez, desde la dirección más baja a la más alta.
; memcpy- ; Copie un bloque de memoria de una ubicación a otra. ; Se llama como una subrutina, tenga en cuenta regresar a la dirección de PC guardada al salir ; Parámetros de entrada ; cnt: número de bytes a copiar ; src: dirección del bloque de datos de origen ; dst: dirección del bloque de datos de destinocntdw $ 0000 ; reserva espacio para la memoria addr src dw $0000 ; reserva espacio para la memoria addr dst dw $0000 ; reserva espacio para la dirección de memoria memcpy public ldab cnt + 1 ; Establecer B = cnt.L beq check ; Si cnt.L=0, vaya al bucle de verificación ldx src ; Establecer IX = src lda ix ; Cargar A desde (src) inx ; Establecer src = src+1 stx src ldx dst ;Establecer IX = dst sta ix ;Guardar A en (dst) inx ;Establecer dst = dst+1 stx dst decb ;Decr B bne bucle ;Repetir el bucle comprobar tst cnt + 0 ;Si cnt.H=0 , Beq Listo ; Luego salga dec cnt + 0 ; Decr cnt.H ; bucle hacia atrás y hacer 256*(cnt.H+1) copias más (B=0) bra loop ;Repetir el bucle hecho rts ;Regresar Lista de "Componentes de microcomputadoras Motorola", noviembre de 1978. Se utilizan E/S asignadas en memoria y los puertos de E/S se asignan a parte del espacio de direcciones de la memoria principal. [103]
Un requisito común para las empresas manufactureras era exigir dos o más fuentes para cada pieza de los productos que fabricaban. Esto garantizaba que pudieran obtener piezas si un proveedor tuviera problemas financieros o un desastre. Inicialmente, Motorola seleccionó a American Microsystems Inc (AMI) como segunda fuente para la familia M6800. Posteriormente se agregaron Hitachi , Fujitsu , Fairchild , Rockwell y Thomson Semiconductors .
Rochester Electronics recibió autorización de Freescale/Motorola en 2014 para continuar fabricando cualquiera de los periféricos y procesadores de 8 bits de esta época. Rochester se especializa en la duplicación de dispositivos totalmente autorizados. Freescale ha proporcionado todos los archivos de diseño fuente para habilitar a Rochester Electronics para este producto y otros. A finales de 2016, Rochester estaba totalmente calificada y enviaba el procesador MC6802, el MC6840 PTM y el procesador MC6809 (incluidas las versiones MC68A09 y MC68B09) y todavía se pueden comprar hoy.
MITS ya está listo para comenzar la producción total del Altair 680b
